Гидравлический расчет этиленгликоля в трубах в системе

Теплоносители (хладоносители) на основе гликолей

Общие сведения

Теплоносители (хладоносители) являются промежуточным телом, с помощью которого осуществляется перенос тепла от воздуха охлаждаемого помещения к холодильному агенту. Хладоносителем может служить вода, водные растворы солей или жидкости с низкой температурой замерзания — антифризы и т. д. Их применяют там, где непосредственное охлаждение нежелательно или не представляется возможным.

При температурах теплоносителя ниже точки замерзания воды, а также в целях предотвращения замерзания теплоносителя в трубопроводах при низких температурах окружающей среды, в качестве теплоносителей используют различные растворы и смеси с низкой температурой замерзания.

Распространенными хладоносителями являются хлористый натрий (NaCl), соли хлористого кальция (CaCl₂), водные растворы гликолей. В связи с высокой коррозионной активностью солевых растворов, расходы на ремонт оборудования могут многократно превысить прямые затраты, поэтому в последнее время все более широкое применение находят растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля (ПГ), этиленгликоля, глицерина, что особенно характерно для систем центрального кондиционирования.

Гликоли — бесцветные сладковатые и высоко вязкие жидкости с точкой замерзания ниже -50С. Различают два главных типа гликолей:

• пропиленгликоль — С₃Н₆ (ОH)₂, благодаря нетоксичности находит также применение в пищевой промышленности (в качестве пищевых добавок).
• этиленгликоль, C₂H₄(ОН)₂, в основном, используется там, где его утечка не будет опасной для людей, животных и продовольственных товаров. Он значительно дешевле пропиленгликоля и потери на трение — намного ниже при низких температурах, чем для пропиленгликоля.

При проектировании систем с гликолевыми теплоносителями следует учитывать их физико — химические особенности.

Особенности применения растворов гликолей

Водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля имеют отличные от воды теплофизические свойства — теплоемкость, плотность, теплопроводность, химическая активность и т.п., которые должны быть учтены при подборе оборудования, гидравлическом расчете систем холодоснабжения.

Как пропилен гликоль, так и этилен гликоль имеют молекулярный размер меньший, чем у чистой воды. Это свойство может привести к образованию утечек в уплотнениях (особенно при низких температурах теплоносителя и высоких концентрациях гликоля) и требует более внимательного подхода к выбору насосного оборудования и его размещению. В ряде случаев стандартные насосы рассчитаны на максимальное содержание гликоля 30-40%, более высокие концентрации требуют замены стандартных уплотнений на специальные. По возможности насосы следует размещать в частях системы с более высокой температурой теплоносителя.

Не рекомендуется применять трубы из оцинкованной стали в системах с гликолевыми теплоносителями.

Расчет концентрации раствора

Для низкотемпературных систем, при температуре теплоносителя ниже +5С, в целях предотвращения замерзания теплоносителя в испарителе холодильной машины требуется применять раствор гликолей. Рекомендуемые массовые (!) концентрации растворов этиленгликоля и пропиленгликоля для различных температур теплоносителя показаны на Рис. 1, 2. При более низких температурах (например, применении растворов гликолей для защиты от замерзания в зимний период) для расчета концентрации следует использовать диаграмму состояния раствора гликоля

Подбор оборудования, пересчет основных характеристик

При подборе оборудования необходимо учесть, что основные характеристики холодильного оборудования при использовании растворов гликолей высокой концентрации будут существенно отличаться от рассчитанных при нормальной температуре и воде в качестве теплоносителя. Как правило, точные характеристики холодильной машины с учетом концентрации гликоля и при различных температурах теплоносителя можно пересчитать с помощью программ подбора или таблиц, предоставляемых производителями чиллеров. В качестве примера на Рис. 3 и 4 показано, как изменяются основные показатели холодильной машины (холодопроизводительность, потребляемая мощность компрессора, расчетный расход теплоносителя) в зависимости от концентрации раствора этиленгликоля и пропиленгликоля при температуре теплоносителя +5/+10 °С.

Рис.4

Пересчет гидравлического сопротивления

Так как этиленгликоль и пропиленгликоль обладают высокой вязкостью, как следствие значительно возрастают гидравлические потери на трение в трубопроводах и на преодоление гидравлических сопротивлений. На Рис.5 и 6 приведены поправочные коэффициенты падения давления в зависимости от температуры и концентрации раствора.

Рис.5

Рис.6

Зависимость характеристик насосного оборудования от физических свойств теплоносителя

В качестве примера, рассмотрим подбор насоса при исползовании в системе в качестве теплоносителя раствора этиленгликоля.

Исходные данные:

• требуемый расход теплоносителя в системе = 50 м 3 /час,
• требуемый напор на сеть = 18,5 м,
• температура жидкости = -15 °С,
• концентрация этиленгликоля = 40% масс.

По диаграмме состояния раствора этиленгликоля по температуре и концентрации определяем динамическую вязкость и плотность раствора:

• динамическая вязкость = 12 мПа х с,
• плотность = 1070 кг/м 3 .

Находим кинематическую вязкость раствора:

Исходя из расчетных расхода и напора насоса и рассчитанной кинематической вязкости по номограмме пересчета характеристик центробежных насосов определяем требуемый напор насоса по стандартным характеристикам, коэффициент напора равен 1,02., т.е. для обеспечения расхода 50 м 3 /час и перепада давлений теплоносителя 18,5м необходимо выбрать насос с напором по стандартной характеристике = 18,87 м. Этому условию соответствует насос LME 80-125/133 фирмы Grundfos. По номограмме пересчета характеристик центробежных насосов уточняем поправочный коэффициент потребляемой мощности насоса, он равен 1,1, т.е. фактическая мощность = попр.коэфф. х плотность х мощность по стандартной характеристике = 1,1 х 1,07 х 3,6 = 4,24 кВт.

Источник

Гидравлический расчет этиленгликоля в трубах в системе

Группа: New
Сообщений: 17
Регистрация: 15.9.2011
Пользователь №: 121919

Не буду описывать коллизии моей работы, просто воспинимайте как есть. значит задание:
Есть чиллер на 23кВт на улице (работа до -10˚С, режим от 0 до +4˚С) — для лета; и есть сухой охладитель 23кВт при 0˚С — для зимы (понятно, что при падении ˚С мощность растет).
Трасса для каждого из них Ду40, т.е. 1 1/2″ упонора, берем толщину стенки 5,5 (исхожу их худшего) — 50 метров в одну сторону = 100 туда обратно.
Трассы сводятся до теплообменника (здесь без поднобностей, потому что омывание теплообменника происходит до запуска холодилок, т.е. идет постоянный съем холода).
Итого: гидравлика чиллера 25кПа на воде, завод выдал 74кПа на 40% этиленгликоле при 0˚С с расходом 1,4л/с. И вот тут я дал маху, когда схему утверждали. потому что ранее, я использовал гликоль для предотвращения системы от замерзания, а не как источник передачи энергии.
По моим подсчетам и помощи таблиц доброго Староверова, отбрасывая гликоль, получается — на 1 метр Ду с расходом 1,4л.с — гидравлика 700Па, т.е. 0,7кПа. трасса вырастает до 70кПа как минимум. а с учетом гликоля 0˚С?
Вопрос: я никогда не сталкивался с расчетом вязкости гликоля, помогите из опыта. может поправочными коэффициентами по увеличению сопротивления — это нужно для того, что бы подобрать насос.
Далее, в принципиальной схеме было 2 магистрали, каждая со своим насосом и обвязкой. Теперь, из бюджетных, я вылетаю в серию ТРЕ (запрос на подборку насоса в представительство отправил, Грундфос). На 2 насоса таких денег нет, буду мастрячить 2 ветки с поочередной работой через автоматику (про замерзание компрессора с неомываемым теплообменником я помню).
Последний вопрос. сухой охладитель зимой будет выдавать хороший -˚С, при сопротивлении 41кПа при 0˚С, сопротивлени будет расти при падении уличной температуры. и соответственно и в магистрали, оно тоже будет расти. опять же, алгебраическая или геометрическая прогрессия роста сопротивления гликоля будет происходить в трубе?

Заранее спасибо, став универсальным инженером (того требует рынок) теряются из-под контроля некоторые вещи. вот и я в этом вопросе потерялся.

Да, забыл, на форуме порылся, типа http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=79316
и в нем такого http://www.potok.ru/teploov/11-potok-the-p. uipment-ru.html
Но у меня мозг сломается. и к сожалению, нет времени учится программке. т.к. объект, скорее всего разовый. и если повторится, то через несколько лет. спасибо за понимание.

Сообщение отредактировал Ximikas — 10.7.2013, 10:28

Группа: Участники форума
Сообщений: 4312
Регистрация: 10.3.2010
Из: Зеленоград
Пользователь №: 48108

Группа: New
Сообщений: 17
Регистрация: 15.9.2011
Пользователь №: 121919

Спасибо, занимательная табличка. не мало времени ушло на разработку и столько же на информативность оной.
Любопытно, что сопротивление на трубе, сильно меняется — относительно разности подачи и обратки — ячейки H1 and H2.
. простите, никак не могу задать минусовую температуру в таблице. мне надо достать, именно сопротивление при минусовых на гликоле, а не разницу между подачи и обраткой.
Однозначно, Вы мне помогли, с моими догадками, и мой черт оказался не таким страшным, вместе с серией CR — а не сказать, что сверх дорого и частотным регулированием — с моей задачкой справлюсь.

http://soft.abok.ru/other/TA_select4/
Вот такую программку вытащил с замечательного нашего сайта — так в закладке инструмены, есть расчет гидро в трубах. с учетом гликоля и температуры носителя. было бы любопытно услышать Ваше мнение по этой вещице.

Разница все таки есть. но достаточно не значительная (относительно 240кПа при 0цельсия и 280кПа при -20цельсия). мне почему то представлялись, более худшие варианты. а практическое внедрение и пуско-наладка таких систем за плечами имеются? работа именно с отрицательными температурами на жидкости?

Сообщение отредактировал Ximikas — 10.7.2013, 14:29

Источник

Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода

Постановка задачи

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя. Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

• минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
• круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
• форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
• процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

• условный (номинальный) диаметр – D_N;
• давление номинальное – P_N;
• рабочее допустимое (избыточное) давление;
• материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
• физико-химические свойства рабочей среды;
• комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
• изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (D_N) – это условная безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода. Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.Номинальный диаметр выбирается по значению внутреннего диаметра трубопровода. Это то значение, которое наиболее близко к реальному диаметру непосредственно трубы.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

• ламинарный поток (Re 4000) – устойчивый режим, при котором в каждой отдельной точке потока происходит изменение его направления и скорости, что в итоге приводит к выравниванию скорости движения потока по объему трубы.

Критерий Рейнольдса зависит от напора, с которым насос перекачивает жидкость, вязкости носителя при рабочей температуре и геометрических размеров используемой трубы (d, длина). Данный критерий является параметром подобия для течения жидкости,поэтому, используя его, можно осуществлять моделирование реального технологического процесса в уменьшенном масштабе, что удобно при проведении испытаний и экспериментов.

Проводя расчеты и вычисления по уравнениям, часть заданных неизвестных величин можно взять из специальных справочных источников. Профессор, доктор технических наук Ф. А. Шевелев разработал ряд таблиц для проведения точного расчета пропускной способности трубы. Таблицы включают значения параметров, характеризующих как сам трубопровод (размеры, материалы), так и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами носителя. Кроме того, в литературе приводится таблица приближенных значений скоростей движения потока жидкости, пара,газа в трубе различного сечения.

Подбор оптимального диаметра трубопровода

Определение оптимального диаметра трубопровода – это сложная производственная задача, решение которой зависит от совокупности различных взаимосвязанных условий (технико-экономические, характеристики рабочей среды и материала трубопровода, технологические параметры и т.д.). Например, повышение скорости перекачиваемого потока приводит к уменьшению диаметра трубы, обеспечивающей заданный условиями процесса расход носителя, что влечет за собой снижение затрат на материалы, удешевлению монтажа и ремонта магистрали и т.д. С другой стороны, повышение скорости потока приводит к потере напора, что требует дополнительных энергетических и финансовых затрат на перекачку заданного объема носителя.

Значение оптимального диаметра трубопровода рассчитывается по преобразованному уравнению неразрывности потока с учетом заданного расхода носителя:

При гидравлическом расчете расход перекачиваемой жидкости чаще всего задан условиями задачи. Значение скорости потока перекачиваемого носителя определяется, исходя из свойств заданной среды и соответствующих справочных данных (см. таблицу).

Преобразованное уравнение неразрывности потока для расчета рабочего диаметра трубы имеет вид:

Расчет падения напора и гидравлического сопротивления

Полные потери напора жидкости включают в себя потери на преодоление потоком всех препятствий: наличие насосов, дюкеров, вентилей, колен, отводов, перепадов уровня при течении потока по трубопроводу, расположенному под углом и т.д. Учитываются потери на местные сопротивления, обусловленные свойствами используемых материалов.

Другим важным фактором, влияющим на потери напора, является трение движущегося потока о стенки трубопровода, которое характеризуется коэффициентом гидравлического сопротивления.

Значение коэффициента гидравлического сопротивления λзависит от режима движения потока и шероховатости материала стенок трубопровода. Под шероховатостью понимают дефекты и неровности внутренней поверхности трубы. Она может быть абсолютной и относительной. Шероховатость различна по форме и неравномерна по площади поверхности трубы. Поэтому в расчетах используется понятие усредненной шероховатости с поправочным коэффициентом (k1). Данная характеристика для конкретного трубопровода зависит от материала, продолжительности его эксплуатации, наличия различных коррозионных дефектов и других причин. Рассмотренные выше величины являются справочными.

Количественная связь между коэффициентом трения, числом Рейнольдса и шероховатостью определяется диаграммой Муди.

Для вычисления коэффициента трения турбулентного движения потока также используется уравнение Коулбрука-Уайта, с использованием которого возможно наглядное построение графических зависимостей, по которым определяется коэффициент трения:

В расчётах используются и другие уравнения приблизительного расчета потерь напора на трение. Одним из наиболее удобных и часто используемых в этом случае считается формула Дарси-Вейсбаха. Потери напора на трение рассматриваются как функция скорости жидкости от сопротивления трубы движению жидкости, выражаемой через значение шероховатости поверхности стенок трубы:

Потери давления по причине трения для воды рассчитывают по формуле Хазена — Вильямса:

Расчет потерь давления

Рабочее давление в трубопроводе – это на большее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим технологического процесса. Минимальное и максимальное значения давления, а также физико-химические свойства рабочей среды, являются определяющими параметрами при расчёте расстояния между насосами, перекачивающими носитель, и производственной мощности.

Расчет потерь на падение давления в трубопроводе осуществляют по уравнению:

Примеры задач гидравлического расчета трубопровода с решениями

В аппарат с давлением 2,2 бар по горизонтальному трубопроводу с эффективным диаметром 24 мм из открытого хранилища насосом перекачивается вода. Расстояние до аппарата составляет 32 м. Расход жидкости задан – 80 м 3 /час. Суммарный напор составляет 20 м. Принятый коэффициент трения равен 0,028.

Рассчитайте потери напора жидкости на местные сопротивления в данном трубопроводе.

Исходные данные:

Расход Q = 80 м 3 /час = 80·1/3600 = 0,022 м 3 /с;

эффективный диаметр d = 24 мм;

коэффициент трения λ = 0,028;

давление в аппарате Р = 2,2 бар = 2,2·10 5 Па;

Решение задачи:

Скорость потока движения воды в трубопроводе рассчитывается по видоизмененному уравнению:

w=(4·Q) / (π·d 2 ) = ((4·0,022) / (3,14·[0,024] 2 )) = 48,66 м/с

Потери напора жидкости в трубопроводе на трение определяются по уравнению:

H_Т = (λ·l) / (d·[w 2 /(2·g)]) = (0,028·32) / (0,024·[48,66] 2 ) / (2·9,81) = 0,31 м

Общие потери напора носителя рассчитываются по уравнению и составляют:

Потери напора на местные сопротивления определяется как разность:

Ответ: потери напора воды на местные сопротивления составляют 7,45 м.

По горизонтальному трубопроводу центробежным насосом транспортируется вода. Поток в трубе движется со скоростью 2,0 м/с. Общий напор составляет 8 м.

Найти минимальную длину прямого трубопровода, в центре которого установлен один вентиль. Забор воды осуществляется из открытого хранилища. Из трубы вода самотеком изливается в другую емкость. Рабочий диаметр трубопровода равен 0,1 м. Относительная шероховатость принимается равной 4·10 -5 .

Исходные данные:

Скорость потока жидкости W = 2,0 м/с;

относительная шероховатость 4·10 -5 .

Решение задачи:

Согласно справочным данным в трубе диаметром 0,1 м коэффициенты местных сопротивлений для вентиля и выхода из трубы составляют соответственно 4,1 и 1.

Значение скоростного напора определяется по соотношению:

w 2 /(2·g) = 2,0 2 /(2·9,81) = 0,204 м

Потери напора воды на местные сопротивления составят:

Суммарные потери напора носителя на сопротивление трению и местные сопротивления рассчитываются по уравнению общего напора для насоса (геометрическая высота Hг по условиям задачи равна 0):

Полученное значение потери напора носителя на трение составят:

Рассчитаем значение числа Рейнольдса для заданных условий течения потока (динамическая вязкость воды принимается равной 1·10 -3 Па·с, плотность воды – 1000 кг/м 3 ):

Re = (w·d·ρ)/μ = (2,0·0,1·1000)/(1·10 -3 ) = 200000

Согласно рассчитанному значению Re, причем 2320 0,25 = 0,316/200000 0,25 = 0,015

Преобразуем уравнение и найдем требуемую длину трубопровода из расчетной формулы потерь напора на трение:

l = (H_об·d) / (λ·[w 2 /(2g)]) = (6,96·0,1) / (0,016·0,204) = 213,235 м

Ответ:требуемая длина трубопровода составит 213,235 м.

В производстве транспортируют воду при рабочей температуре 40°С с производственным расходом Q = 18 м 3 /час. Длина прямого трубопровода l = 26 м, материал — сталь. Абсолютная шероховатость (ε) принимается для стали по справочным источникам и составляет 50 мкм. Какой будет диаметр стальной трубы, если перепад давления на данном участке не превысит Δp = 0,01 мПа (ΔH = 1,2 м по воде)? Коэффициент трения принимается равным 0,026.

Исходные данные:

Расход Q = 18 м 3 /час = 0,005 м 3 /с;

для воды ρ = 1000 кг/м 3 , μ = 653,3·10 -6 Па·с (при Т = 40°С);

шероховатость стальной трубыε = 50 мкм;

коэффициент трения λ = 0,026;

Решение задачи:

Используя форму уравнения неразрывности W=Q/F и уравнение площади потока F=(π·d²)/4 преобразуем выражение Дарси – Вейсбаха:

∆H = λ·l/d·W²/(2·g) = λ·l/d·Q²/(2·g·F²) = λ·[(l·Q²)/(2·d·g·[(π·d²)/4]²)] = =(8·l·Q²)/(g·π²)·λ/d 5 = (8·26·0.005²)/(9,81·3,14²)· λ/d 5 = 5,376·10 -5 ·λ/d 5

d 5 = (5,376·10 -5 ·λ)/∆H = (5,376·10 -5 ·0,026)/1,2 = 1,16·10 -6

Ответ: оптимальный диаметр трубопровода составляет 0,065 м.

Проектируются два трубопровода для транспортировки невязкой жидкости с предполагаемой производительностью Q₁ = 18 м 3 /час и Q₂ = 34 м 3 /час. Трубы для обоих трубопроводов должны быть одного диаметра.

Определите эффективный диаметр труб d, подходящих под условия данной задачи.

Исходные данные:

Решение задачи:

Определим возможный интервал оптимальных диаметров для проектируемых трубопроводов, воспользовавшись преобразованным видом уравнения расхода:

Значения оптимальной скорости потока найдем из справочных табличных данных. Для невязкой жидкости скорости потока составят 1,5 – 3,0 м/с.

Для первого трубопровода с расходом Q₁ = 18 м 3 /час возможные диаметры составят:

d_1min = √(4·18)/(3600·3,14·1,5) = 0,065 м

d_1max = √(4·18)/(3600·3,14·3.0) = 0,046 м

Для трубопровода с расходом 18 м 3 /час подходят трубы с диаметром поперечного сечения от 0,046 до 0,065 м.

Аналогично определим возможные значения оптимального диаметра для второго трубопровода с расходом Q₂ = 34 м 3 /час:

d_2min = √(4·34)/(3600·3,14·1,5) = 0,090 м

d_2max = √(4·34)/(3600·3,14·3) = 0,063 м

Для трубопровода с расходом 34 м 3 /час возможные оптимальные диаметром могут быть от 0,063 до 0,090 м.

Пересечение двух диапазонов оптимальных диаметров находится в интервале от 0,063 м до 0,065 м.

Ответ: для двух трубопроводов подходят трубы диаметром 0,063–0,065 м.

В трубопроводе диаметром 0,15 м при температуре Т = 40°C движется поток воды производительностью 100 м 3 /час. Определите режим течения потока воды в трубе.

μ = 653,3·10 -6 Па·с (по таблице при Т = 40°С);

ρ = 992,2 кг/м 3 (по таблице при Т = 40°С).

Решение задачи:

Режим течения потока носителя определяется по значению числа Рейнольдса (Re). Для расчета Re определим скорость движения потока жидкости в трубе (W), используя уравнение расхода:

W = Q·4/(π·d²) = [100/3600] · [4/(3,14·0,25²)] = 0,57 м/c

Значение числа Рейнольдса определим по формуле:

Re = (ρ·W·d)/μ = (992,2·0,57·0,25) / (653,3·10 -6 ) = 216422

Критическое значение критерия Re_кр по справочным данным равно 4000. Полученное значение Re больше указанного критического, что говорит о турбулентном характере течения жидкости при заданных условиях.

Ответ: режим потока воды – турбулентный.

Источник